Question

高锰酸钾是中学化学常用的强氧化剂，实验室中可通过以下反应制得：

MnO₂熔融氧化：3MnO₂+KClO₃+6KOH3K₂MnO₄+KCl+3H₂O

K₂MnO₄歧化：3K₂MnO₄＋2CO₂＝2KMnO₄＋MnO₂↓＋2K₂CO₃

相关物质的溶解度数据见下表：

20℃	K2CO3	KHCO3	K2SO4	KMnO4
s(g/100g水)	111	33.7	11.1	6.34

已知K₂MnO₄溶液显绿色，KMnO₄溶液显紫红色。

实验流程如下：

请回答：

（1）步骤①应在        中熔化，并用铁棒用力搅拌，以防结块。

A．烧杯         B．蒸发皿         C．瓷坩埚       D．铁坩埚 

（2）①综合相关物质的化学性质及溶解度，步骤③中可以替代CO₂的试剂是        。

A．二氧化硫     B．稀醋酸         C．稀盐酸       D．稀硫酸    

②当溶液pH值达10～11时，停止通CO₂；若CO₂过多，造成的后果是                。

③下列监控K₂MnO₄歧化完全的方法或操作可行的是         。

A．通过观察溶液颜色变化，若溶液颜色由绿色完全变成紫红色，表明反应已歧化完全

B．取上层清液少许于试管中，继续通入CO₂，若无沉淀产生，表明反应已歧化完全

C．取上层清液少许于试管中，加入还原剂如亚硫酸钠溶液，若溶液紫红色褪去，表明反应已歧化完全

D．用pH试纸测定溶液的pH值，对照标准比色卡，若pH为10～11，表明反应已歧化完全

（3）烘干时，温度控制在80℃为宜，理由是                                   。

（4）通过用草酸滴定KMnO₄溶液的方法可测定KMnO₄粗品的纯度（质量分数）。

①实验时先将草酸晶体（H₂C₂O₄·2H₂O）配成标准溶液，实验室常用的容量瓶规格有100mL、250mL等多种，现配制90mL 1.5mol·L^-1的草酸溶液，需要称取草酸晶体的质量为        g。

②量取KMnO₄溶液应选用        （填“酸式”或“碱式”）滴定管，若该滴定管用蒸馏水洗净后未润洗，则最终测定结果将           （填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

Answer

（1）D ；（2）①B ②CO2与K2CO3溶液反应生成KHCO3，结晶时会同KMnO4一起结晶析出，产品纯度降低 ③B （3）温度过高，产品受热分解，温度过低，烘干时间长 （4）①18.9g ②酸式 偏小

【解析】

试题分析：根据流程图知，①中发生反应3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O，加入蒸馏水煮沸，过滤，滤液中含有KOH、KCl、KClO3、K2MnO4，然后向溶液中通入CO2并调节溶液的pH至10-11，KOH转化为K2CO3，由于K2MnO4溶解度最小，过滤，得到K2MnO4固体，然后抽滤、洗涤烘干得到K2MnO4粗晶体；

（1）步骤①熔融固体需要在坩埚中进行，且熔融的物质和坩埚成分不反应，由于KOH能和SiO2反应，所以应该用铁坩埚熔融，答案选D；

（2）①结合物质的化学性质及溶解度，步骤③中可以替代CO2的试剂应具有酸性，且和锰酸钾、高锰酸钾都不反应，稀盐酸和二氧化锰都能被酸性高锰酸钾溶液氧化，不能选，硫酸酸性太强，所以选醋酸，答案选B；

②当溶液pH值达10～11时，停止通CO2；若CO2过多，二氧化碳和碳酸钾反应生成碳酸氢钾，结晶时会同高锰酸钾一起析出，产品纯度降低；

③如果溶液中存在K2MnO4，通入CO2会产生沉淀，且K2MnO4溶液显绿色，KMnO4溶液紫红色，所以可以通过通入二氧化碳是否产生沉淀及溶液在滤纸上的颜色判断，答案选B；

（3）如果温度过低，烘干时间过长，如果温度过高，会导致高锰酸钾分解，产率降低，

（4）①容量瓶规格要等于或稍大于配制溶液体积，所以配制90mL该溶液时需要100mL容量瓶，草酸晶体质量m=CVM=1.5mol/L×0.1L×126g/mol=18.9g；

②高锰酸钾溶液具有酸性，应用酸式滴定管量取；若该滴定管用蒸馏水洗净后未润洗，会稀释溶液浓度，则最终测定结果将偏小。

考点：实验方案的设计